拉曼Mapping研究霓石型稀土独居石矿物分布特征和取向相位

在地球科学等研究领域自动化分析,逐步取代了传统的光学观察法。然而,这些方法获得结果,过于依赖元素组成到矿物组成的转换。同时,也会破坏掉完整描述矿物材料来源和蚀变历史所需的重要信息。因此,利用合适的检测手段,对分析矿物成矿规律及成因具有重要现实性意义。研究利用拉曼Mapping、光学显微镜、自动矿物分析仪(TIMA)三种技术做对比。对具有代表性霓石型稀土矿物分布特征、化学成分、矿物结构及晶体取向等方面进行研究。通过TIMA与光学显微镜研究结果分析可知,独居石矿物多呈自形-半自形不等粒结构,粒度大小不均约为100~500μm之间,部分颗粒有被磷酸盐溶液交代痕迹,可初步判断独居石矿物经多期成矿;氟碳铈矿物呈细粒状分布较散以不规则颗粒包裹在其他矿物中,具有明显的早期成矿特征;易解石矿物以不规则团块状或放射状集合体,具有明显方向性与方解石形成时间一致。利用拉曼光谱技术在微区进行Mapping扫描,通过数据分析得到独居石矿物[PO4]3-的P—O对称伸缩模式(ν1)与P—O对称弯曲振动模式(ν2)所在峰位面积比值,得到独居石矿物不同生长取向相图。经与独居石矿物光镜特征相结合,进一步证明了浸染状霓石型铁稀土矿石中独居石矿物是多期成矿的事实,成矿期数最少为三期。该发现也为白云鄂博矿床多阶段成矿提供有力证据支撑。此外,该技术也可作为一种快速判断磷酸盐矿物不同生长取向的图像方法。该技术对于碳酸矿物、硫酸盐矿物也同样适用。由此可扩展到多种矿物类型,成为判断矿物多期成矿事实提供了重要依据。也为拉曼Mapping技术应用于复杂矿物的矿物学研究矿物的赋存特征奠定基础。

基于拉曼光谱mapping技术研究低温循环对炭纤维增强聚酰亚胺复合薄膜界面微观力学的影响

碳纳米管选用(CNT)作为拉曼应力传感器,通过建立拉曼光谱mapping技术研究了经多次低温循环(-198~25℃,0~300次)的炭纤维增强聚酰亚胺复合薄膜(CF/CNT-PI)的界面微观应力变化。研究发现:聚酰亚胺薄膜(CNT-PI)即使经300次低温循环,树脂内部应力依然为~175 MPa,循环次数对树脂内部应力影响较小,表明该材料具有良好的耐低温性。进一步研究了炭纤维(CF)增强的CNT-PI薄膜的内应力变化,获得了炭纤维、界面、树脂基体区域的微观应力mapping分布,发现CF区域的受力大于基体部分,表明CF在该体系中起到了对应力最主要载体的作用,并发挥了良好的增强效果。在循环次数<250次时,微观应力变化不大;但当循环次数高达300次时,炭纤维及界面区域应力值分别提高了21%和12.9%,应力在材料内部的集中增大会降低材料的力学性能。本研究有效地定量了外界温度循环变化下复合材料的增强材料、基体及界面的微观应力分布,这为检测复合材料服役过程中的使用安全性提供了一种理论依据与评判手段。

基于拉曼Mapping与AMICS研究稀土矿物分布特征和取向相位

采用拉曼Mapping及光学显微镜与AMICS技术相结合,对白云鄂博矿霓石型铁稀土矿石分布特征、矿物结构及晶体取向等方面进行研究。结果表明:稀土矿物产状多种多样,独居石颗粒明显比早期大,氟碳铈较多呈细粒状,部分呈板状或不规则形状,稀土总品位高达9.84%;铁矿物中含TiO2量为1.35%,具有第二代磁铁矿特征;利用拉曼Mapping成像技术开发一种矿物晶体取向成像方法,由独居石466cm^(-1)/970 cm^(-1)峰位与氟碳铈280 cm^(-1)/1090 cm^(-1)峰位面积之比,绘制出三种不同生长取向的独居石颗粒与延同一方向上生长氟碳铈矿物颗粒,在矿物结晶形态可以判定独居石可能先于氟碳铈矿物经多期热液交代成矿;该技术在硅酸盐、碳酸盐类矿物晶体取向鉴定方面具有独特明显优势,在矿物学分析中具有广阔的应用价值。